文档介绍：第四章
精确农业
第一讲 精确农业的定义、发展
一、精确农业的概念
精确农业(Precision agriculture, PA):利用3S空间信息技术、作物生产管理决策支持技术(DSS)和农业工程装备技术为基础,定位、定量、定时地面向大田作物生产的精确农作技术。
即把智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术,在全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下组装集成起来,形成完善的精确农业技术体系。
二、精确农业的产生与发展
(一)精确农业思想的形成
在20世纪后半叶,随着发达国家农业生产中水分、肥料、农药等使用量持续增加,在获得作物产量大幅提高得同时,农田盲目投入和浪费所带来的资源短缺问题,过量施用化肥和农药造成的环境污染问题,能源大量投入导致的农业生产成本上升与经济效益降低问题等日益突出。
20世纪80年代各个发达国家对农业经营中农业生产力、资源、环境问题的广泛关注,导致了持续农业的产生与发展。
同时,对有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境危害的迫切需求,客观上要求改变现有作物生产管理方式。
传统的作物生产都是在区域或田块的尺度上,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理。
实际上,在同一农田内存在影响作物生长和产量的明显时空分布差异。
精确农业是一种基于可持续发展战略思想的农业生产管理技术。
一改传统农业大面积、大群体平均投入的资源浪费型做法,在减少投入的情况下增加(或维持)产量、提高品质、降低成本、节约资源、减少污染、保护生态,以求农业生产的最佳效果和最低代价。
(二)精确农业技术研究与应用进展
1. 国外精确农业技术研究与应用进展
精确农业技术体系的早期研究与实践,在发达国家始于20世纪80年代初期。
从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害防治的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中,揭示了农田内小区产量和生长环境条件呈现明显的时空差异性,从而提出了对作物栽培管理实施定位、按需变量投入,或称“处方农业”的精确农业技术思想,并受到广泛的重视。
1992年美国明尼苏达大学开始使用“Precision agriculture”一词,并被有关学校、公司和政府机构普遍接受。
1993年美国开始试行精确农业。美国明尼苏达大学在明尼苏达汉斯卡农场实验证明,精确农业施肥量平均减少82kg/hm2。
1995年美国明尼达州、华盛顿州开发了商业性变量投入技术(Variable rate technology, VRT)应用设备。
可按不同位置喷洒不同剂量农药的变量植保设备,利用GIS绘制电子地图的种植业生产管理系统,利用传感器、GPS、GIS采集和处理空间数据并形成决策支持系统的成套设备等商品问世。